Многофункциональные фотохромные жидкокристаллические полимерные системы

• Автор: Бобровский, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 47 с. : ил.; 19х14 см

Оглавление
Общая характеристика работы Содержание работы
1. Основные принципы создания многофункциональных фотохромных гребнеобразных ЖК сополимеров и дендримеров
2. Холестерические сополимеры и смеси с фогорегулируемым шагом спирали
2.1. Хиралыю-фотохромные сополимеры и смеси с необратимо фото регулируемым шагом спирали
2.2. Элекггроуправляемые полимер-стабнлтированные холестерические системы с фотонастранваемым шагом спирали п длиной волны селективного отражения света
2.3. ЖК-сополнмеры и смеси с обратимо фоторегулируемым шагом спирали (производные азобензола и ментола)
2.4. Смесевые композиции, содержащие два типа различных хирально-фотохромных фрагментов: управление знаком сдвига пика селективного отражения, сочетание обратимого и необратимого изменения шага спирали
2.5. Использование фоторегулирования шага спирали для управления циркулярно-поляризованной флуоресценцией и лазерной генерацией
3. Сополимеры и смеси, сочетающие оптические свойства холестерической мезофазы с фотохромизмом
4. Эффекты упорядочения и процессы фотоориентации в пленках фотохромных ЖК полимерных систем
4.1. Формирование спиральной структуры в тонких пленках фотохромных холестерических сополимеров
4.2. Процессы фотоориентации в гонких пленках фотохромных холестерических сополимеров
4.3. Азобензолсодержащие аморфные и ЖК полимеры в качестве управляемых покрытий для ориентации низкомолекулярных жидких кристаллов
4.4. Изучение возможности голографической записи информации на пленках холестерических сополимеров
5. Ионофорные фотохромные ЖК сополимеры
6. Фотохромные ЖК-композиты на основе ориентированного пористого полиэтилена
7. Фотоактивные ЖК дендримеры: процессы фото-, термоизомеризации и фотоориентации
Выводы
Список публикаций

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В последнее время внимание исследователей, работающих в области химии и физики высокомолекулярных соединений, привлекают проблемы дизайна, синтеза и исследования так называемых «умных» материалов (smart materials), управляем:,« на молекулярном и надмолекулярном уровнях под влиянием температуры, механического воздействия, облучения светом разной длины волны, приложения магнитного и электрического поля и т.д.
Среди широкого круга таких систем фотохромные жидкокристаллические (ЖК) полимеры представляют собой весьма перспективный класс соединений благодаря широким возможностям управления под действием света их структурой и свойствами в пленках разной толщины. Отличительной особенностью таких пленок является 1-Зх-мерное упорядочение молекул или макромолекулярных фрагментов, приводящее к возникновению анизотропии оптических, механических и других свойств. Варьирование строения макромолекул позволяет реализовать широкую иерархию структур, начиная от наименее упорядоченной нематической мезофазы вплоть до высокоупрядоченных кристаллических фаз. В свою очередь, это даст возможность управлять анизотропией оптических свойств и характером отклика на внешние воздействия. Сочетание супрамолекулярной структуры с фотохромизмом открывает широкие возможности фоторегулирования оптических свойств полимерных пленок. Поэтому фотохромные жидкокристаллические ЖК-полимеры являются уникальными материалами для фотоники, оптоэлектроники, записи и хранения информации и т.д.
К моменту постановки данной работы в литературе практически отсутствовали публикации, посвященные многофункциональным полимерным фотохромным ЖК-системам, состоящим из разнородных молекулярных фрагментов, имеющих различные функции. Среди таких систем особый интерес вызывают гребнеобразные ЖК-сополимеры, содержащие боковые мезогенные группы (моделирующие строение молекул низкомолекулярных жидких кристаллов), а также любые боковые заместители, несущие определенную функциональную «нагрузку».
В качестве последних могут быть использованы фрагменты красителей или фотохромных соединений, хиральные оптически-активные и нелинейно-оптические группировки, биологически-активные, люминесцентные и флуоресцентные группы, электро- и магнитоактивные фрагменты, ковалентно-связанные с основной полимерной цепью. Синтез таких многофункциональных полимеров посредством сополимеризации позволяет сочетать разнородные мономерные звенья в единой макромолекуле при широком варьировании сё строения и состава [1-4].
На рис. 1а представлено схематическое изображение гипотетической макромолекулы гребнеобразного ЖК полимера, содержащего мезогенные, хиральные, фотохромные и реакционноспособные функциональные группы. Основным структурным элементом такой

Надо отметить, что при облучении «закаленных» образцов (рис. 286) значения дифракционной эффективности во много раз выше и, более того, записанная решетка стабильна во времени (по меньшей мере, в течение нескольких месяцев)
Наблюдения с помощью поляризационной оптической микроскопии показали, что, несмотря на локальную переориентацию в интенсивно засвеченных участках, в целом характер текстурных дефектов и структура пленок сохраняются (рис. 28в).
Таким образом, в данной части работы нами были впервые проведено сравнительное исследование голографической записи информации на холестерических и нематических полимерах, содержащих идентичные фотохромы азобензольного типа.
Были изучены закономерности, связанные с влиянием разных факторов, таких, как температура, интенсивность света на кинетику записи. Необходимо отметить, что данный тип голографической записи в случае холестерической системы можно сочетать с записью цветного изображения, за счет раскрутки холестерической спирали, как это обсуждалось в главе 2.
5. Ионофорные фотохромные ЖК сополимеры.
В данной работе мы впервые объединили свойства жидких кристаллов н фотохромных краунсодержащих соединений в едином полимерном материале, что представляет как научный интерес, так и с точки зрения потенциального применения таких гибридных самоорганизованных соединений в качестве фотоактивных сенсоров на ионы металлов [64. 68].
На рис. 29 показаны синтезированные нами гомополимеры и бинарные сополимеры акрилового ряда разного состава, содержащие мезогенные. фотохромные и краун-эфирные функциональные группы.
Рис. 29. Структурные формулы пяти серий синтезированных краунсодержащих и фотохромных полимеров, х - концентрация боковых краун-эфирных групп, мольн.%.

112-х